膨脹土是一種富含親水性黏土礦物、吸水膨脹軟化、失水收縮硬裂的高塑性黏性土。它有著多裂隙性、超固結(jié)性、強(qiáng)烈脹縮性、崩解性、風(fēng)化特性、強(qiáng)度衰減性等不良的工程特性。由于膨脹土分布廣泛，其不良工程特性造成的危害十分巨大。工程中處理膨脹土問題最常用的方法是化學(xué)改性，根據(jù)改性劑的不同，具體又可分為石灰改性、水泥改性、二灰土改性、改性劑改性等方法。硅酸鈉俗稱泡花堿，其化學(xué)分子式為Na2O·nSiO2,是一種水溶性硅酸鹽；其水溶液俗稱水玻璃。水玻璃具有粘結(jié)力強(qiáng)、強(qiáng)度較高，價(jià)格低廉、膠凝時(shí)間短、對環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn);作為注漿材料它還具有可注漿性好、滲透速度快等優(yōu)良工程性質(zhì)。由于上述優(yōu)良工程性質(zhì)，它在諸多領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，如充當(dāng)建筑材料表面涂層、鉆井工程中穩(wěn)定鉆井井壁、與CaCl2混合加固土壤等。

在巖土工程領(lǐng)域，水玻璃被用于黏性土的改性。中外學(xué)者對其改性機(jī)理與改性效果進(jìn)行了研究。研究發(fā)現(xiàn)了水玻璃固化黃土的機(jī)理與固化效果；從微觀角度出發(fā)，通過XRD、電鏡掃描等方式，研究了水玻璃固化黏土礦物的機(jī)理。他認(rèn)為固化機(jī)理在于水玻璃可水解產(chǎn)生硅酸凝膠，硅酸凝膠進(jìn)一步縮聚與土顆粒組成團(tuán)粒，團(tuán)粒具有較高整體性與強(qiáng)度；同時(shí)硅酸凝膠充填于土顆?？紫吨校材芴岣咄馏w強(qiáng)度；從黏土礦物中蒙脫石的晶體結(jié)構(gòu)入手,分析分為，由于蒙脫石晶層端面帶正電荷，水玻璃水解產(chǎn)生的硅酸根離子充填于蒙脫石晶層端面，堵塞了水進(jìn)出的通道，對蒙脫石的親水性起到了一定抑制作用；試驗(yàn)研究了水玻璃與黏土礦物表面的反應(yīng)；進(jìn)行對比水玻璃單摻與水玻璃與CaCl2、水泥、乙酸乙酯漿液等復(fù)摻的改性效果，研究結(jié)果表明：單摻水玻璃對黏土力學(xué)性質(zhì)有一定提升，但是相較單摻，復(fù)摻能起到更好的固化效果；用氯化鈣、氯化鋁、陽離子型聚丙烯酰胺和十六烷基三甲基溴化銨4種物質(zhì)與水玻璃復(fù)配，通過試驗(yàn)研究了復(fù)配改性的摻量與比例。膨脹土是一種富含親水性黏土礦物的土體，考慮到水玻璃對黏土礦物的改性作用，水玻璃對膨脹土的改性作用便具有一定的研究價(jià)值，而目前國內(nèi)外對此研究較少。

通過對水玻璃改良土進(jìn)行的液塑限、擊實(shí)、自由膨脹率、無荷膨脹率、干濕循環(huán)、直剪等室內(nèi)試驗(yàn)，研究得出結(jié)論。經(jīng)過水玻璃改良后的膨脹土，塑性指數(shù)有明顯降低，液限隨水玻璃摻量的增加，可見水玻璃對膨脹土的親水性有明顯的改善，這對抑制膨脹土的脹縮性有很大的幫助，從自由膨脹率、無荷膨脹率以及水穩(wěn)試驗(yàn)的結(jié)果來看，水玻璃改良土的脹縮性得到很好地抑制。經(jīng)過水玻璃改良后的膨脹土，強(qiáng)度隨摻量的增加有明顯的提高，其中水玻璃的摻入對黏聚力的增加尤為明顯。水玻璃改良的擊實(shí)曲線更為平滑，更易于施工中控制含水率進(jìn)行壓實(shí)。